SE445482B - Universalkoppling - Google Patents

Description

7905759-4 10 15 20 25 30 35 2 med uppfinningen att åstadkomma en universalkoppling som kan motstå höga moment och/eller slagbelastningar vid höga varvtal utan skavning eller fastkörning inuti kulsätet och utan att skada förlastelementet.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstad- komma en universalkoppling som är ekonomisk att tillverka och har lång livslängd. Ett ytterligare syfte med uppfin- ningen är att åstadkomma en universalkoppling som är förbelastad för att bibehålla inriktningen före drift och förhindra onödigt glapp under drift.

Dessa och andra syften uppnås med en universal- koppling enligt uppfinningen.

Ovanstående syften kommer att framgå närmare i samband med följande beskrivning av en föredragen ut- föringsform i samband med ritningen.

Figur l visar delvis i snitt en sidovy av den samman- satta universalkopplingen.

Figur 2 visar en sidovy av den fyrsidiga kulan i universalkopplingen.

Figur 3 visar en ändvy av kulan i universalkopplingen. har valts för att illustrera En föredragen utföringsform uppfinningen. Det skall stå klart att den visade utförings- formen kan vara föremål för modifieringar och ändringar utan att man frångår uppfinningstanken.

I figur l visas ett kulsäte 1 i universaldrivleden.

En ände av kulsätet är försedd med en konventionell fyrkantig drivtapp 10 som är lämplig för att h0ppaSSaS med konventionella drivhylsor (ej visade). Ett kulelement 2 visas insatt i kulsätet. Till kulelementet 2 är förbundet ett fyrkantigt hylsdrivelement ll som är lämpligt för att upptaga det fyrkantiga drivtappelementet på ett typiskt arbetsverktyg, såsom en mutternyckel eller slag- nyckel. Drivhylseelementet 11 kan naturligtvis även upptaga ett konventionellt handdrivet verktyg såsom en spärrnyckel. Vidare skall stå klart att de fyrkantiga drivelementen av tapp- och hylstyp kan byta läge eller kan ha någon annan lämplig drivform. 10 15 20 25 30 35 7905739-4 3 I sektionen av kulsätet visas en C-formad fjäderlås- klämma som kvarhâller kulelementet 2 i kulsätet. I sek- tionen av kulelementet visas en förbelastad fjäder 4 som trycker eller förbelastar den lilla kulan 5 ut mot den sfäriska bottnen 12 av kulsätet. Den C-formade fjädern 3 kvarhàlles i ett fjäderspår 13 som har cirkulär sektion och är utskuren i kulsätets kropp.

Kulsätet innehåller en fyrkantig tvärsnittsarea 14 som samverkar med fyrkantsidorna på kulan 15 för att åstadkomma drivrotation av universalkopplingen. Kulsätet är försett med en cirkulär nedskärning 17 som övergång mellan den fyrkantiga tvärsektionen 14 och den sfäriska bottnen 12 av kulsätet. Vid användning under svåra för- hållanden tjänar denna som en smörjmedelsbehállare och sump för lösa eller främmande partiklar.

En avfasning 21 är anordnad på de fyrkantiga sidorna av kulsätets öppning för att tillåta större snedställnings- vinkel. Kulelementets 18 huvud är sfäriskt liksom även hörnen 19 mellan de fyra sidorna 15. Hörnen 19 visas med streckprickade linjer i figur 1 i det att de ligger 45° frán den visade sektionen. Figur 2 visar en vy av kulelementet i ändamål att definiera vissa kritiska dimensioner. Dimensionen "E" är diametern på den sfäriska kulan representerad vid hörnen och vid huvudet av kul- elementet. Kulans diameter "D" visas. De fyra sidorna av kulan 15 är utformade genom att skapa ett plan som är krökt och lutar i längdplanet och är rakt i ett tvär- gáende plan mot kulelementets axel såsom visas. Varje plan på kulan är sammansatt av två delar, en avrundad del och en förlängd lutande del som är väsentligen planare.

Radien "Rc" av den plana sektionen visas i figur 2.

Den lutande delen av planet visas som tangent mot planet vid radiens ”RC” som skär kulelementets axel med en vinkel av 32°. Denna vinkel är vald vid eller nära den maximalt förväntade snedställningsvinkeln för universal- kopplingen. Den lutande delen av den plana sektionen hjälper till att minska spänningskoncentrationen genom att ge mer linjär sidokontakt och längre drivande hörnflikar. 7905739-4 10 15 20 25 30 35 4 Dessutom medför tangentförhállandet ett sfäriskt huvud som är viktigt för uppfinningsföremålets förmåga att bära axiell belastning.

Figur 3 visar en ändvy av hylsdrivdelen och visar fyrkantsfären och de sfäriska hörnen 19. Hörnen 19 sam- verkar med de avrundade hörnen på fyrkantsektionsarean 14 av kulsätet för att hjälpa till att inrikta kulsätet under rotation och åstadkomma en lagringsyta för den C-formade fjäderklämman 3.

Man har funnit att ett förhållande mellan radie Ég = 0,4 åstadkommer ett föredraget D förhållande mellan arean i hörnen 19 och arean av sidorna l5 och diameter av för universalkopplingar med storleken 9,5 mm (3/8 tum) och 12,7 mm (1/2 tum). Dessutom har man funnit att ett föredraget radiellt ytspelrum mellan det drivande elementet och kulsätesdelen ligger mellan 0,l524 mm (0,006 tum) till 0,3302 mm (0,0l3 tum) för universalkopplingar med drivhylsor med måtten 9,5 mm (3/8 tum) och 12,7 mm (l/2 tum).

Den ovan beskrivna universalkopplingen kan användas med handverktyg eller maskinverktyg men är speciellt avsedd för maskinverktyg där kraven är höga med avseende pà högt moment, slag och hastighet eller rotation. Uni- versalkopplingen har befunnits vara överlägsen i detta avseende relativt andra kända universalkopplingar. Sned- ställningsvinkeln har valts till 32° i den beskrivna utföringsformen. Detta kan vara mer eller mindre med en praktisk gräns på ungefär 45°.

Det skall noteras att i uppfinningsföremålet finns inga frilagda fjädrar som kan slitas och att alla kontakt- ytor ger en maximal kontaktarea för att förhindra deforma- tion vid hörn och/eller glapp eller fastkörning av uni- versalkopplingen som en följd av utpräglad punktkontakt.

Vidare har bestämts att spelrummen i en sådan universal- koppling är kritiska för maximal användning och livslängd. Även om kulsätet har beskrivits som fyrsidigt skall stå klart för fackmannen att samma principer kan tillämpas med annat antal sidor. Även om uppfinningen beskrivits 7905739-4 5 sàsom en universalkoppling skall stå klart för fack- mannen att uppfinningen kan användas för andra använd- ningar och tillämpningar där en svänqningsrörelse eller vinkelrörelse av ett element med avseende på ett annat krävs eller önskas samtidigt som inbördes rotations- rörelse ej önskas.

Claims (11)

7905739-4 10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. Universalkoppling, k ä n n e t e c k n a d av ett kulsäte (1) som samverkar med ett sfäriskt kulelement (2), vilket kulsäte har med samma avstånd åtskilda raka sidor (14) och en sfärisk bottendel (12), att kulelementet (2) har ett lika antal sidor (15), vilka var och en är i axlalriktningen avrundadepå ett första avsnittoch rätlin- jigt lutande påett andra avsnitt och vilkaej skär varandra och som samverkar med de raka sidorna (14) av kulsätet (1), och att kulelementet (2) har ett sfäriskt huvud (18) rkan med kulsätets (1) sfäríska botten (12). k ä n n e - för samve

2. Universalkoppling enligt kravet 1, t e c k n a d av att kulelementets (2) avrundade och lutande sidor (15) är avrundade i ett längdplan och raka i ett plan tvärs kulelementets axel.

3. Universalkoppling enligt kravet 2, k ä n n e - d av att den avrundade delen av sidorna av t kul- t e c k n a kulelementet (2) slutar i en lutande planare del mo elementets sfäriska huvud.

4. Universalkoppling enligt kravet 2, t e c k n a d av att kulelementet (2) är försedd med fyra lutande och avrundade sidor (15), och att kulsätet (l) d ett likadant antal med lika avstånd anord- k ä n n e - är försett me nade raka sidor (14).

5. Universalkoppling enligt kravet 4, k ä n n e - t e c k n a d av att förhållandet mellan radien av den avrundande delen av de avrundade och lutande sidorna (15) till kulelementets (2) diameter är ungefär 0,4.

6. Universalkoppling enligt kravet 2, k ä n n e - t e c k n a d av att den lutande delen av de avrundade och lutande sidorna (15) av kulelementet (2) lutar med ungefär 32° mot kulelementets längdaxel.

7. Universalkoppling enligt kravet 2, k ä n n e - t e c k n a d av att yt- och radialspelrummet mellan kul- sätet och kulelementet är i storleksordningen 0,15 mm (0,006 tum) till 0,33 mm (0,0l3 tum) för universalkopp- 10 15 7905739-4 lingar med nominellt 9,5 mm (1/8 tum) och 12,7 mm (1/2 tum) drivanslutningar.

8. Universalkoppling enligt kravet 2, k ä n n e - t e c k n a d av att kulelementet (2) är försett med ett fjäderbelastat organ (4,5) anordnat inuti kulelementets (2) sfäriska huvud (18) för samverkan med den sfäriska bottnen (12) i kulsätet (1) för att bibehålla kopplingens inriktning och för att förbelasta kopplingen.

9. Universalkoppling enligt kravet 8, k ä n n e - t e c k n a d av att de fjäderbelastade organen (4,5) är en fjäderkula inbäddad i kulelementets (2) sfäriska ände (18).

10. Universalkoppling enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av att kulelementet (2) kvarhálles i kulsätet medelst en C-formad låsfjäder (3).

11. Universalkoppling enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av att en avfasning (21) är anordnad på kulsätesöppningens fyrkantsidor för att tillåta större snedställningsvinkel.